專利名稱：一種從固體廢物中獲得高質(zhì)量固體燃料的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢物垃圾處理領(lǐng)域，具體涉及一種從固體廢物中獲得高質(zhì)量固體燃料的方法。
背景技術(shù)：
固體廢物，如城市固體廢物(MSW)，醫(yī)療廢物中塑料和生物質(zhì)的含量很高，其熱值可以與煤炭相比擬，是潛在的能量來源。固體廢物之所以沒有被廣泛地作為能源使用，是因?yàn)?I)固體廢物混合了多種物質(zhì)，如食品廢物，糞肥，塑料，木制品，金屬，紡織物，橡膠，陶瓷，玻璃，灰塵，石頭，易燃的玻璃或金屬等，并且這些物質(zhì)難以被分離；(2)固體廢物含有水分，這些水分主要存在于食品或有機(jī)廢物中，從而降低了固體廢物作為能源的價(jià)值；(3)固體廢物含有潛在的有害物質(zhì)，如含氯PVC，當(dāng)固體廢物作為燃料使用時(shí)，氯在一定條件下很可能會(huì)轉(zhuǎn)化成劇毒的二惡英。首先，由于各種生物質(zhì)和塑料的不同化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，混合物質(zhì)很難通過有效的處理轉(zhuǎn)化成能量。生物質(zhì)是一種5個(gè)碳和I個(gè)氧環(huán)的聚合物，其本身并不含有潛在的有害物質(zhì)，但是在熱裂解過程中極易產(chǎn)生木酸或焦油。另一方面，類似于普通燃油，塑料是由含氫碳鏈組成的，但是某些塑料中含有潛在的有害物質(zhì)，如含氯PVC。如何焚化熱裂，如何處理燃燒后的廢氣和灰塵，對(duì)于每種物質(zhì)來說是不同的。如果將含有潛在有害物質(zhì)的城市固體廢物(MSW)或醫(yī)療廢物作為燃料使用，而又不損害環(huán)境，那么由于其自身的復(fù)雜性和燃燒后存在新產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，后期廢氣和灰塵的處理是非常麻煩的。此外，城市固體廢物(MSW)中的許多物質(zhì)都是復(fù)雜的物理組裝物或粘合物，如破損的玩具，化學(xué)粘合的塑料層壓板。許多如塑料層壓板這樣的塑料制品是PVC和PP，或者PE和PS，PE和鋁的組和在一起的，幾乎不可能將同類的塑料進(jìn)行辨認(rèn)并且將其同其他物質(zhì)分離開。分離物質(zhì)的方法包括機(jī)械分離和手動(dòng)分離。某些設(shè)備采用機(jī)械粉碎進(jìn)行預(yù)分類和篩選的方式分離物質(zhì)，但是僅適用于分離食品廢物，并且這種分離不能生成可再生能源。手動(dòng)分離是在材料回收設(shè)施中的帶式運(yùn)輸機(jī)上進(jìn)行的，但是廢物帶有細(xì)菌以及其散發(fā)出的難聞氣味使得工作環(huán)境很惡劣。尤其是醫(yī)療廢物通常是被生物有害物質(zhì)所污染的。因此手動(dòng)分離很難在安全的環(huán)境下進(jìn)行。因此，需要一種以最低成本且可最大效率地將物質(zhì)進(jìn)行分離的方法。其次，固體廢物中的水分含量很高，這些水分主要來自于食品和有機(jī)廢物，這使得各種物質(zhì)粘在一起，很難被分離。并且在焚燒和高溫分解廢物時(shí)，這些高水分由于要汽化成水蒸汽而消耗更多的能源。更重要的是，食品廢物中的水分存在于生物結(jié)構(gòu)的細(xì)胞壁中(如蔬菜，肉類等)，外部加熱法很難將其烘干。在從城市固體廢物(MSW)提煉出殘留衍生燃料的常用方法中，城市固體廢物(MSW)用大約600度的熱汽進(jìn)行烘干，這就需要額外的能量來加熱大氣以使之達(dá)到這樣高的溫度。直接焚燒或高溫分解這些含有高水分的廢物，不能產(chǎn)生發(fā)電用的高溫?zé)煔?，能量的轉(zhuǎn)化率很低。在城市固體廢物(MSW)轉(zhuǎn)化成電能的工廠，通常是將廢物直接丟入火爐中，這樣做法的能量轉(zhuǎn)換率低于20%，一般在10-15%之間。這是由于低溫度的煙氣使得汽輪發(fā)電機(jī)中能量轉(zhuǎn)換率較低。因此，需要一種容易實(shí)現(xiàn)并且低成本的烘干固體廢物的方法。再次，某些潛在的有害物質(zhì)，如含氯PVC在焚燒和高溫分解的過程中會(huì)生成劇毒的二惡英。二惡英被認(rèn)為是在有金屬(比如銅)存在的環(huán)境中，并且在300度至500的高 溫下進(jìn)行焚燒或高溫裂解形成的。而固體廢物中不僅有PVC，還通常含有銅材料，比如電線或PCB (印刷電路板)中的銅。為了不產(chǎn)生二惡英，在將廢物轉(zhuǎn)化成可再生能源之前，消除其中的PVC是一個(gè)較好的方法。除了 PVC，還有很多有害的物質(zhì)，比如熒光燈中的汞，顏料油漆和電池中的重金屬，含氰的ABS塑料，橡膠中的硫，噴霧器中的氟等。由于這些有害物質(zhì)的存在，在廢物向能源轉(zhuǎn)化的下游處理過程中需要重型廢氣處理裝置進(jìn)行處理，而這增大了投資成本。并且處理含有包括二惡英在內(nèi)的有毒物質(zhì)的灰塵，是非常麻煩和昂貴的事情。另外，在建設(shè)和運(yùn)營這些廢物處理設(shè)備的過程中往往遭到周圍居民的強(qiáng)烈抗議。消除固體廢物中潛在的有害物質(zhì)，不僅對(duì)于生產(chǎn)高質(zhì)量的燃料能源，并且對(duì)于建立人們對(duì)廢物處理設(shè)施的安全感都是極其重要的。1985年，Halloway在專利號(hào)為US0454095的美國專利文件中介紹了一種為大眾所熟知的處理固體廢物的方法。該方法是將固體廢物，如城市固體廢物(MSW)，在大于270華氏度(132攝氏度)，小于320華氏度(160攝氏度)的水汽中進(jìn)行熱處理，以重組或改變固體廢物原有的特性。該現(xiàn)有技術(shù)揭露了用蒸氣注入來加熱固體廢物的方法。可以肯定的是，將固體廢物在超過130度的蒸汽中進(jìn)行軟化，可以改變其特性并進(jìn)行消毒。但是該現(xiàn)有技術(shù)并沒有解決固體廢物中有害物質(zhì)的處理問題，比如含氯PVC，涂料和油墨顏料中的重金屬等。如果不消除這些潛在的有害材料和化學(xué)物質(zhì)，固體廢物在加熱和重組過程中會(huì)產(chǎn)生諸如二惡英一樣有害的化學(xué)物質(zhì)在廢氣中或者水溶性重金屬鹽在灰塵中。Elley在已經(jīng)授權(quán)的申請(qǐng)?zhí)枮?1823517. 4的中國專利中公開了一種利用蒸汽生產(chǎn)制備均質(zhì)生物質(zhì)的方法來處理城市固體廢物(MSW)，如廢紙和食品廢物。然而該現(xiàn)有技術(shù)并沒有關(guān)注固體廢物中潛在有害物質(zhì)的問題，也沒有關(guān)于如何消除這些潛在的有害材料和化學(xué)物質(zhì)，以將固體廢物轉(zhuǎn)化為燃料的表述。而如果不消除這些有害材料和化學(xué)物質(zhì)，由固體廢物中獲得燃料的過程中會(huì)產(chǎn)生有害的化學(xué)物質(zhì)，并且在使用這些燃料的時(shí)候，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。因此，需要一種消除固體廢物中潛在有害材料和化學(xué)物質(zhì)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種從固體廢物中獲得高質(zhì)量固體燃料的方法，由該方法得到的固體燃料含有較少量有害物質(zhì)，且該方法可最低成本且最大效率地將固體廢物烘干并進(jìn)行分離。本發(fā)明的另一目的是提供了一種對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理的處理裝置，該處理裝置易于實(shí)現(xiàn)，操作簡單。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例提出的一種農(nóng)林水肥自動(dòng)化管理系統(tǒng)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種從固體廢物中獲得高質(zhì)量固體燃料的方法，包括以下步驟(I)對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理，將其放入一密閉處理容器中，注入熱的蒸氣，使處理容器中的溫度在130度至150度之間，并對(duì)固體廢物進(jìn)行攪拌；(2)對(duì)經(jīng)過熱處理的固體廢物進(jìn)行分類，分為生物質(zhì)，塑料，金屬和不易燃物；(3)消除固體廢物中潛在的有害物質(zhì)，潛在的有害物質(zhì)主要為劣質(zhì)塑料和重金屬；(4)得到高品質(zhì)固體燃料，并將分離出的其他物質(zhì)根據(jù)其特性進(jìn)行回收或掩埋處理。進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟⑴中處理容器中的溫度在130度至140度之間。進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(I)中，固體廢物熱處理過程中所排出的廢氣進(jìn)行水洗處理。進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(I)中，蒸汽注入的速度為使處理容器中的溫度每30分鐘增加10度。進(jìn)一步優(yōu)選地，，在步驟(2)中，包括將經(jīng)過熱處理的固體廢物通過篩選，篩分出生物質(zhì)和非生物質(zhì)部分；采用吹動(dòng)氣流法，將非生物質(zhì)部分的塑料吹起，以將其分離處理；經(jīng)過熱處理的固體廢物中的金屬，利用磁吸引法分離出鐵，利用渦流分離器分離出鋁，銅和不銹鋼；經(jīng)過熱處理的固體廢物中的木制品、紡織物、電池等大塊物品，手動(dòng)分離出來；對(duì)經(jīng)過上述分離后剩下的部分，采用重力振動(dòng)分離法進(jìn)行分離，分離成重量較輕的物質(zhì)和重量較重的物質(zhì)，其中重量較輕的物質(zhì)主要為可燃物，重量較重的物質(zhì)主要為不易燃物。進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(3)中，采用水浮分離法將較輕的物質(zhì)分為漂浮在水上的部分和沉在水底的部分，其中漂浮在水上的部分為高質(zhì)量的塑料，沉在水底的部分為劣質(zhì)塑料，從而將劣質(zhì)塑料分離出來。進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(3)中，重金屬存在于電器和電池，油墨顏料或彩色塑料中，存在于電器和電池中的重金屬通過磁吸引法和渦流分離法進(jìn)行分離；存在于油墨顏料或彩色塑料中的重金屬被包含在生物質(zhì)部分中作為粉末和生物質(zhì)纖維混合在一起，利用流化干燥器烘干生物質(zhì)部分，并吹入袋式過濾器中過濾以進(jìn)行分離。一種用于對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理的豎直處理容器，該豎直處理容器上設(shè)有一入料口，一出料口，一蒸汽注入口和一排氣口，在豎直處理器的內(nèi)部，有一攪拌桿，該攪拌桿被一傳動(dòng)馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)，攪拌桿的下端連接一攪拌耙。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述豎直處理容器的內(nèi)壁上設(shè)有若干攪拌擋板，攪拌桿上設(shè)有凹凸的攪拌槳。
—種用于對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理的水平處理容器，該水平處理容器是一可以轉(zhuǎn)動(dòng)的容器，其一端設(shè)有一開口，用于裝入和排出固體廢物，另一端設(shè)有一旋轉(zhuǎn)接點(diǎn)，用于注入蒸汽和排出廢氣，在水平處理容器內(nèi)部，沿著水平方向，設(shè)有若干抬升板，所述若干抬升板呈螺旋狀排列，水平處理容器上安裝有旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置，所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置由一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而帶動(dòng)水平處理容器轉(zhuǎn)動(dòng)。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)其示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚和容易理解。圖I為本發(fā)明一種從固體廢物中獲得高質(zhì) 量固體燃料的方法的流程圖；圖2為本發(fā)明一種用于對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理的處理容器實(shí)施方式一的不意圖；圖3為本發(fā)明一種用于對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理的處理容器實(shí)施方式二的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I所示，一種從固體廢物，如城市固體廢物(MSW)或醫(yī)療廢物中獲得高質(zhì)量固體燃料的方法，包括以下步驟(I)對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理，將其放入一密閉處理容器中，注入熱的蒸氣，使處理容器中的溫度在130度至150度之間，并對(duì)固體廢物進(jìn)行攪拌；較佳地，處理容器中的溫度在130度至140度之間，在這樣的溫度范圍內(nèi)，通過軟化和熔化層壓塑料，既可以改變涂膜塑料原來的形狀，使之成為結(jié)塊，從層壓塑料上脫落下來，又可以保持基礎(chǔ)塑料的原有狀態(tài)。蒸汽注入的速度小于使容器中的溫度每10分鐘增加10度的速率，較佳地，為每30分鐘增加10度的速度。(2)對(duì)經(jīng)過熱處理的固體廢物進(jìn)行分類，分為生物質(zhì)，塑料，金屬和不易燃物；(3)消除固體廢物中潛在的有害物質(zhì)。潛在的有害物質(zhì)為劣質(zhì)塑料，如含氯PVC，含氰ABS，含硫橡膠等，和存在于電器和電池，油墨顏料或彩色塑料中的重金屬。(4)得到高品質(zhì)固體燃料，并將分離出的其他物質(zhì)根據(jù)其特性進(jìn)行回收或掩埋處理。圖2所示的是步驟(I)中處理容器的實(shí)施方式一。如圖2所示，處理容器為一豎直處理容器21，其頂部設(shè)有一入料口 25，底部設(shè)有一出料口 26，該入料口 25和出料口 26都是可被壓緊密封的，固體廢物從入料口 25加入到豎直處理容器21中。豎直處理器21還設(shè)有一蒸汽注入口 27和一排氣口 28。在豎直處理器21的內(nèi)部，有一攪拌桿22，該攪拌桿22被一傳動(dòng)馬達(dá)24所驅(qū)動(dòng)，攪拌桿22的下端連接一攪拌耙23。較佳地，為了增強(qiáng)攪拌力度，攪拌桿22上還設(shè)有凹凸的攪拌槳31，攪拌槳31可以為波浪形，鋸齒形等形狀。此外，豎直處理容器21的內(nèi)壁上還設(shè)有若干攪拌擋板，以增大攪拌面積，增強(qiáng)攪拌力度。當(dāng)固體廢物裝入的體積達(dá)到豎直處理器21容積的大約70%時(shí)，關(guān)閉入料口 25以增加壓力。然后從位于豎直處理器21底部的蒸汽注入口 27注入壓力約為3.5kg/cm2g，溫度約為140度的蒸汽，以提高豎直處理容器21內(nèi)部的溫度。在注入蒸汽的同時(shí)，攪拌耙23和攪拌槳31以及豎直處理容器21內(nèi)壁上的攪拌擋板30 —起配合，將固體廢物進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬湍雺?，在熱蒸汽的輔助作用下，固體廢物在攪拌過程中被攪拌耙23逐漸碾碎。當(dāng)豎直處理容器21內(nèi)部的溫度逐漸接近100度時(shí)，大約在95度的時(shí)候，將豎直處理容器21上的排氣口 28打開，以加速熱蒸汽冷凝。從豎直處理容器21排出的廢氣中仍然含有一些固體廢物中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)，需要使用水洗裝置進(jìn)行處理。盡管固體廢物經(jīng)過上述焚燒和熱裂變，并經(jīng)過低溫處理，VOC在廢氣中所占的比重已經(jīng)很低。封閉排氣口 28，繼續(xù)從蒸汽注入口 27注入熱蒸汽。當(dāng)豎直處理容器21內(nèi)的溫度達(dá)到目標(biāo)溫度130-140度時(shí)，停止注入，并持續(xù)攪拌豎直處理容器21中的固體廢物大約30分鐘。然后慢慢地再次打開排氣口 28，使豎直處理容器21內(nèi)的壓強(qiáng)和外部大氣壓相同。釋放出來的氣體在進(jìn)入大氣前需要使用水洗裝置清洗掉V0C。經(jīng)過處理的固體垃圾由出料口26排出到傳送帶上進(jìn)行進(jìn)一步的分類，被分為生物質(zhì)，金屬，高質(zhì)量塑料，劣質(zhì)塑料，不易燃物，碎屑和電池等。需要指出的是，當(dāng)從豎直處理容器21中排出固體垃圾時(shí)，攪拌耙23慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)以加速排出。
圖3所示的是步驟(I)中處理容器的實(shí)施方式二。如圖3所示，處理容器為一豎直處理容器1，該水平處理容器I和豎直處理容器21 —樣，同樣適用于固體廢物的熱處理。水平處理容器I是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，其一端設(shè)有一開口 6，用于裝入和排出固體垃圾，另一端設(shè)有一旋轉(zhuǎn)接點(diǎn)8，用于連接蒸汽注入管和廢氣排出管。和豎直處理容器21類似，在水平處理容器I內(nèi)，沿著水平方向，設(shè)有若干抬升板7，該若干抬升板7呈螺旋狀排列，當(dāng)水平處理容器I旋轉(zhuǎn)的時(shí)候用來攪拌固體廢物。水平處理容器I上安裝有旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置5，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置5由一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。較佳地，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置5為旋轉(zhuǎn)齒輪。在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4和旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置5的作用下，根據(jù)裝入和排出固體廢物的不同，可使水平處理容器I沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)固體廢物向水平處理容器I的另一側(cè)移動(dòng)；也可以使水平處理容器I沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)固體廢物向開口 6方向移動(dòng)。進(jìn)一步地,水平處理容器I還包括一個(gè)或多個(gè)滾帶2和與滾帶2配套的滾轉(zhuǎn)機(jī)3，用于進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)水平處理容器I的轉(zhuǎn)動(dòng)。水平處理容器I熱處理的具體過程和上述豎直處理容器21的過程相同。在大于130度的高溫下，所有的細(xì)菌都可被殺死。易揮發(fā)的有機(jī)化合物包括食品腐爛的化學(xué)物質(zhì)所散發(fā)出的臭味在熱處理中被驅(qū)散，使得沒有難聞的氣味留在廢物中。在處理容器中經(jīng)過高于130度的熱處理后，城市固體廢物(MSW)和醫(yī)療廢物的生物質(zhì)，主要是紙張和食品垃圾轉(zhuǎn)化成為不粘連，呈薄片狀的成團(tuán)纖維素纖維。食品垃圾中的各種細(xì)胞壁，如蔬菜或肉類的細(xì)胞壁在攪拌過程中被破壞，其內(nèi)部細(xì)胞中的水分跑到片狀纖維素的表面。這樣表面上的水分很容易被外部的加熱所烘干，比直接烘干生物質(zhì)細(xì)胞壁中的水分容易多了。城市固體廢物(MSW)和醫(yī)療廢物中的廢物大都是由多種材料組裝或粘合而成。例如食品包裝膜就是由兩種或三種不同物質(zhì)層壓而成，如PE(聚乙烯)和PVC(聚氯乙烯)，PVDC (聚偏氯乙烯)和PP (聚丙烯)，或PP (聚丙烯)和鋁箔等。PVC和PVDC在城市固體廢物(MSW)中所占的比重通常為l_2wt%，在醫(yī)療廢物中為4-10wt%。最適合作為能源的塑料是PE (聚乙烯)，PP (聚丙烯)和PS (聚苯乙烯)，它們僅由碳和氫組成，并且這三種塑料在大城市城市固體廢物(MSW)和醫(yī)療廢物中所占的比重通常超過60wt%。超市里購物袋的主要原料就是高密度的PE或PP。在熱處理過程中，利用層壓膜中不同的塑料成分具有不同的熔融溫度，可以對(duì)其進(jìn)行分離。如依據(jù)操作條件，比如加快容器中溫度上升的速度，或是增強(qiáng)處理容器中攪拌的強(qiáng)度，可以將PP和PVC的層壓膜或者HDPE和PVC的層壓膜分離開來。
將處理容器中的溫度保持在100度以上，并且進(jìn)行攪拌，PVC/PVDC開始變軟；溫度大于130度，PVC/PVDC變得更軟，可以將其從仍然是固態(tài)的PP，HDPE或鋁箔上刮擦下來；溫度大于140度，PVC/PVDC熔化成成團(tuán)的顆粒，而PP和HDPE即使在大于130度時(shí)已經(jīng)開始有些收縮，但仍可大致保持其原有的形狀。為了不污染環(huán)繞在加熱變軟的層壓膜周圍的其他材料，溫度的增加速度非常重要。如果處理容器中溫度增加的速度太快，加熱變軟的塑料壓膜會(huì)刮擦其他塑料，層壓金屬箔或有機(jī)材料。處理容器中 的溫度達(dá)到120度時(shí)，蒸汽注入的速度需要減慢，較佳地，以每20到30分鐘升高10度為宜。當(dāng)溫度達(dá)到最大，超過140度時(shí)，某些如PVC的塑料開始熱解復(fù)合成氯化合物。PET做成的瓶子在低于150度時(shí)，雖然開始扭曲變形，但是不會(huì)熔化。常被制成菜碟或托盤的PS，在超過110度時(shí)融化成塊狀或顆粒狀。上述塑料發(fā)生扭曲或者熔化的不同變化情況取決于塑料中不同的添加劑。例如，PVC含有軟化的化學(xué)物質(zhì)，如含有鉛(Pb)使PVC變軟但卻可以使其經(jīng)得住剪切，這種PVC在較低溫度下就會(huì)開始變軟。而如果PVC中復(fù)合有不易燃物質(zhì)，如溴(Br)，那么在低于150度的溫度下，PVC都會(huì)保持原狀而不會(huì)被熔化。PVC絕緣電纜在處理容器中不會(huì)被熔化或發(fā)生變形。固體廢物中的其他物質(zhì)在熱處理過程中的變化情況如下熱固性塑料，通常不是呈膜狀的，如PF(苯酚塑膠)，MF(密胺樹脂)，UF(尿素塑料)，PUR(聚氨酯塑料)，UP (聚酯)依然會(huì)保持其原有的形狀。大多數(shù)的紡織物，如聚酯纖維，尼龍，腈綸也依然保持其原來的狀態(tài)。動(dòng)物體的垃圾，如毛發(fā)，骨頭被重新復(fù)合成片狀或粉末狀的有機(jī)化合物。木屑木條等木制品在熱處理中保持不變。棉紡織物保持不變，但是羊毛織物會(huì)收縮變形或被攪拌剁切成超細(xì)纖維。各種物品中的油漆或者特定化學(xué)物質(zhì)，如從物品上脫落的印刷紙，膠水，被碾碎成粉末，混合在經(jīng)過熱處理的混合物中。金屬和不易燃的物質(zhì)，如陶瓷，玻璃，泥土，石膏板，水泥，灰塵則不會(huì)發(fā)生改變。非生物質(zhì)或塑料的其他易燃材料，如橡膠和皮革也保持不變。在經(jīng)過加熱處理后，從處理容器中出來的固體廢物是進(jìn)過消毒的一大塊混合材料，它沒有難聞的氣味，不粘連，易于被下面所述的方法分類成生物質(zhì)，塑料，金屬和不易燃物。在步驟(2)中，從處理容器中出來的固體廢物通過旋轉(zhuǎn)篩和振動(dòng)篩分成生物質(zhì)部分和其他部分。較佳地，篩網(wǎng)的規(guī)格約為10mm。小于IOmm的部分為生物質(zhì)部分，其中主要為片狀的纖維素纖維和少量的玻璃或陶瓷碎屑，以及小片的塑料，橡膠，金屬，灰塵等。大于IOmm的部分是包括膜狀和塊狀塑料，橡膠，紡織物，大塊的木條，大片的不易燃物如陶瓷，玻璃片和金屬片等的混合材料。這些混合材料中，通過吹動(dòng)氣流，將塑料片吹起，使之被最先分離，并在分離室中被捕獲。由于由PVC，PVDC，LDPE制成的塑料在蒸汽注入容器里進(jìn)行的加熱處理過程中已經(jīng)被熔化或熱縮成球塊狀，因此現(xiàn)在所得到的塑料主要是PP和HDPE等高密度塑料。在生物質(zhì)部分或非生物質(zhì)部分中的金屬，通過磁吸引分離出鐵，通過渦流分離器分離出鋁，銅和不銹鋼。 大部分的紡織物和碎布料保持其原有形狀，并且在熱處理容器中吸附了水分，因此它們不能用上述分離塑料的吹動(dòng)氣流法進(jìn)行分離。這些紡織物和碎布料可以用鉤狀工具進(jìn)行分離或者在傳送帶上手動(dòng)分離。當(dāng)用吹動(dòng)氣流法分離出塑料片，用磁吸引和渦流分離器分離出金屬后，長或?qū)挻笥?0_的大片材料，如木條，組合部件或物品，紡織物/碎布料，繩子，或電纜等可以在傳送帶上手動(dòng)分揀。剩下的是重量較輕的可燃材料諸如橡膠，塑料球，木片或者木材，以及較重的不易燃的材料，如金屬，玻璃片，陶瓷，瓦和磚塊等。這些輕重不等的材料可以使用重力振動(dòng)分離法分離，重力振動(dòng)分離器常被用在谷物等農(nóng)作物的分離上。重力振動(dòng)分離器通常在物質(zhì)移動(dòng)的方向上和物質(zhì)移動(dòng)方向的中心線的左側(cè)都安裝有略微傾斜的振動(dòng)盤。重力振動(dòng)分離器的左端比右端低。這些混合的物質(zhì)沿著材料移動(dòng)的方向被分離開，較輕的物質(zhì)位于較高的右端，較重的物質(zhì)則位于較低的左端。由于在使用從城市固體廢物(MSW)或醫(yī)療廢物中生產(chǎn)出的固體燃料時(shí)，潛在的有害物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生各種有害的化學(xué)物質(zhì)，如含氯PVC產(chǎn)生出二惡英或氯化氫(HCL)，含氰ABS產(chǎn)生出氮氧化物，橡膠產(chǎn)生出氧硫化物(SOx)或硫化氫(HS)等，因此需要消除這些潛在的有吾物質(zhì)。城市固體廢物(MSW)或者醫(yī)療廢物中，主要的潛在有害物質(zhì)是含氯的PVC/PVDC，這些含氯物質(zhì)可轉(zhuǎn)化成劇毒物質(zhì)二惡英。經(jīng)過加熱處理，以及后續(xù)的機(jī)械處理和人工分揀，這些PVC主要存在于重力振動(dòng)分離器中重量較輕的部分中。在消除經(jīng)過熱處理的廢物中的有害物質(zhì)后，就可以利用從廢物中獲得的固體燃料顆粒了，這些固體燃料是可再生能源，可以用作發(fā)電等其他目的?？梢圆捎盟》蛛x法從較輕的物質(zhì)部分中分離出PVC/PVDC和其它潛在的有害物質(zhì)，如含硫的普通橡膠，含有藍(lán)晶石(CN)的ABS塑料等。水浮分離器可以將物質(zhì)分成漂浮在水上和沉在水底兩部分。PE和PP比水輕，其他大多數(shù)塑料諸如PVC/PVDC，ABS，以及大多數(shù)的橡膠都比水要重。某些特殊的橡膠如EPDM比水輕，其包含有潛在的有害物質(zhì)硫，但是這種特殊的橡膠主要用于汽車部件，如門封條或發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的管，因此在城市固體廢物(MSW)和醫(yī)療廢物中的含量不多。適宜作為固體燃料或可再生能源的材料是PE和PP，它們在廢物塑料中所占的比例大于70%，可以利用水重力分離器進(jìn)行回收。分離出的塑料部分需要用離心機(jī)排出其中的水分。重金屬主要存在于油墨顏料或彩色塑料中，也存在于包括電池在內(nèi)的家用電器中。存在于電器和電池中的金屬可以通過前述的磁分離法和渦流分離器進(jìn)行分離。而油墨顏料或彩色塑料中的重金屬被包含在生物質(zhì)部分中作為粉末和生物質(zhì)纖維混合在一起。這些重金屬粉末可以用流化干燥器烘干生物質(zhì)部分，并將其吹入袋式過濾器的方法來分離。生物質(zhì)部分中的不易燃材料在通過篩機(jī)后，可以通過類似重力振動(dòng)器的方法來消除。固體廢物在加熱處理后，經(jīng)過上述的分類流程，就可以得到適用于做燃料的材料片狀的生物質(zhì)纖維，以PE和PP為主較輕的塊狀或球狀塑料；以及不適合做燃料的材料非PE和PP的較重的塊狀或球狀塑料，主要為不易燃物的較重部分，和從生物質(zhì)部分中過濾出的碎片。將電池從金屬部分中手動(dòng)分離出來后，可以回收剩下來的金屬。較重的塑料部分中含有潛在的有害物質(zhì)，如含氯PVC等，可以形成用于戶外使用的低級(jí)塑料塊或木料。在不被焚燒或不與酸(食品廢物在細(xì)菌的作用下會(huì)產(chǎn)生酸)接觸的環(huán)境下，氯不會(huì)形成任何有害物質(zhì)，因此PVC不被焚燒時(shí)是安全。由于經(jīng)過上述處理，不易燃的較重部分不會(huì)危害環(huán)境，因此可以對(duì)其進(jìn)行掩埋。并且這部分在原始固體廢物,如MSW和醫(yī)療廢物中所占的比重小于5 %。本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之一，為篇幅限制，這里不能逐一列舉所有實(shí)施方式，任何可以體現(xiàn)本發(fā)明權(quán)利要求技術(shù)方案的實(shí)施，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式
僅限于此，在本發(fā)明的上述指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從固體廢物中獲得高質(zhì)量固體燃料的方法，包括以下步驟 (1)對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理，將其放入一密閉處理容器中，注入熱的蒸氣，使處理容器中的溫度在130度至150度之間，并對(duì)所述固體廢物進(jìn)行攪拌； (2)對(duì)經(jīng)過熱處理的所述固體廢物進(jìn)行分類，分為生物質(zhì)，塑料，金屬和不易燃物； (3)消除所述固體廢物中潛在的有害物質(zhì)； (4)得到高品質(zhì)固體燃料，并將分離出的其他物質(zhì)根據(jù)其特性進(jìn)行回收或掩埋處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在步驟(I)中處理容器中的溫度在130度至140度之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I至2任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(I)中，對(duì)所述固體廢物熱處理過程中所排出的廢氣進(jìn)行水洗處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟(I)中，蒸汽注入的速度為使所述處理容器中的溫度每30分鐘增加10度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，包括 將經(jīng)過熱處理的所述固體廢物通過篩選，篩分出生物質(zhì)和非生物質(zhì)部分； 采用吹動(dòng)氣流法，將非生物質(zhì)部分的塑料吹起，以將其分離處理； 經(jīng)過熱處理的所述固體廢物中的金屬，利用磁吸引法分離出鐵，利用渦流分離法分離出鋁，銅和不銹鋼； 經(jīng)過熱處理的所述固體廢物中的大塊物品，手動(dòng)分離出來； 對(duì)經(jīng)過上述分離后剩下的部分，采用重力振動(dòng)分離法進(jìn)行分離，分離成重量較輕的物質(zhì)和重量較重的物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，采用水浮分離法將重量較輕的物質(zhì)分為漂浮在水上的部分和沉在水底的部分，其中漂浮在水上的部分為高質(zhì)量的塑料，沉在水底的部分為劣質(zhì)塑料，從而將劣質(zhì)塑料分離出來。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，重金屬存在于電器和電池，油墨顏料或彩色塑料中，存在于電器和電池中的重金屬通過磁吸引法和渦流分離法進(jìn)行分離；存在于油墨顏料或彩色塑料中的重金屬被包含在生物質(zhì)部分中作為粉末和生物質(zhì)纖維混合在一起，利用流化干燥器烘干生物質(zhì)部分，并吹入袋式過濾器中過濾以進(jìn)行分離。
8.一種用于對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理的豎直處理容器，其特征在于，所述豎直處理容器上設(shè)有一入料口，一出料口，一蒸汽注入口和一排氣口，在所述豎直處理器的內(nèi)部設(shè)有一攪拌桿，所述攪拌桿被一傳動(dòng)馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)，所述攪拌桿的下端連接一攪拌耙。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的豎直處理容器，其特征在于，所述豎直處理容器的內(nèi)壁上設(shè)有若干攪拌擋板，攪拌桿上設(shè)有凹凸的攪拌槳。
10.一種用于對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理的水平處理容器，其特征在于，所述水平處理容器為一可轉(zhuǎn)動(dòng)的容器，其一端設(shè)有一開口，用于裝入和排出固體廢物，另一端設(shè)有一旋轉(zhuǎn)接點(diǎn)，用于注入蒸汽和排出廢氣，在所述水平處理容器內(nèi)部，沿著水平方向，設(shè)有若干抬升板，所述若干抬升板呈螺旋狀排列，所述水平處理容器上安裝有旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置，所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置由一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述水平處理容器轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從固體廢物中獲得高質(zhì)量固體燃料的方法和設(shè)備，包括以下步驟對(duì)固體廢物進(jìn)行熱處理；對(duì)經(jīng)過熱處理的固體廢物進(jìn)行分類，分為生物質(zhì)，塑料，金屬和不易燃物消除固體廢物中潛在的有害物質(zhì)；得到高品質(zhì)固體燃料，并將分離出的其他物質(zhì)根據(jù)其特性進(jìn)行回收或掩埋處理。由該方法得到的固體燃料含有較少量有害物質(zhì)。該設(shè)備設(shè)有蒸汽注入口和攪拌裝置，易于實(shí)現(xiàn)，操作簡單。
文檔編號(hào)B09B3/00GK102615087SQ20121006832
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者郭宏 申請(qǐng)人:上海泰伍科新能源科技有限公司